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目前对胶质瘤形成的理解
胶质瘤是一种难以治愈的中枢神经系统 (CNS) 肿瘤，占所有 CNS 肿瘤的 32%。建立稳定的胶质瘤模型对于研究肿瘤发生和进展的潜在分子机制至关重要。在胶质瘤发生过程中已鉴定出各种核心信号通路，例如 RTK/RAS/PI3K、TP53 和 RB1。建立胶质瘤动物模型的传统方法包括化学诱导、异种移植和基因改造（RCAS/t-va 系统、Cre-loxP 和 TALEN）。最近，CRISPR/Cas9 已成为一种具有高种系传递率的有效基因编辑工具，并扩大了可以生成的稳定有效的胶质瘤模型的范围。因此，本综述将重点介绍有关胶质瘤发生和进展的分子特征、关键遗传标记和信号通路的记录证据。此外，还将讨论使用基因编辑技术建立胶质瘤模型的方法和治疗方面。最后，本文还展望了利用CRISPR/Cas9策略对胶质瘤进行基因编辑的前景以及建立稳定胶质瘤模型的未来研究方向。深入了解胶质瘤信号通路和使用CRISPR/Cas9可以极大地帮助开发稳定、高效、自发的胶质瘤模型，最终可以提高治疗反应的有效性并治愈胶质瘤患者。
多重基因组编辑技术将彻底改变植物生物学和作物改良
多重基因组编辑 (MGE) 技术是最近开发的多功能生物工程工具，用于高精度修改基因组中两个或多个特定 DNA 基因座。这些基因组编辑工具大大提高了在多个核苷酸水平上向目标基因组引入所需变化的可行性。特别是，基于成簇的规律间隔短回文重复序列 (CRISPR)/CRISPR 相关蛋白 (Cas) [CRISPR/Cas] 系统的 MGE 工具允许同时在一个或多个基因的多个基因座上精确地产生直接突变。MGE 正在增强植物分子生物学领域，并为彻底改变现代作物育种方法提供了能力，因为使用之前的基因组编辑工具（例如锌指核酸酶 (ZFN) 和转录激活因子样效应核酸酶 (TALEN)）几乎不可能在单碱基对水平上如此精确地编辑基因组。最近，研究人员不仅开始使用 MGE 工具来推进某些植物科学领域的基因组编辑应用，而且还试图解释和回答与植物生物学相关的基本问题。在这篇评论中，我们讨论了目前在开发和利用 MGE 工具方面取得的进展，重点介绍了 CRISPR/Cas9 发现后植物生物学的改进。此外，还介绍了涉及 CRISPR/Cas 应用以编辑多个基因座或基因的最新进展。最后，对 MGE 技术在推进作物改良计划方面的优势和重要性进行了深入分析。
重新审视 CRISPR/Cas 介导的作物改良
基因组编辑 (GE) 技术已成为一种多方面的策略，它瞬间普及了改变生物体遗传构成的机制。基于成簇的规律间隔短回文重复序列 (CRISPR) 和 CRISPR 相关 (Cas) 蛋白的基因组编辑 (CRISPR/Cas) 方法具有巨大潜力，可以有效编辑多种生物体的基因组。与巨核酸酶、锌指核酸酶 (ZFN) 和转录激活因子样效应核酸酶 (TALEN) 相比，该框架因其灵活性、多功能性和效力而更经济。序列特异性核酸酶 (SSN) 的出现允许在基因组中精确诱导双链断裂 (DSB)，从而确保通过非同源末端连接 (NHEJ) 或同源定向修复 (HDR) 途径实现所需的改变。研究人员已利用 CRISPR/Cas 介导的基因组改造对作物品种进行改造，以产生提高产量、丰富营养品质和抗逆性的理想特性。本文重点介绍了通过基于 CRISPR/Cas 的工具进行基础植物研究和作物遗传改良，在作物营养改良领域取得的最新进展。这种基因组编辑的应用有助于揭示植物的基本生物学事实，并辅以全基因组关联研究、人工智能和各种生物信息学框架，从而提供未来的模型研究及其确认。本文回顾了通过这种现代生物技术方法开发的减少“脱靶”效应和社会对基因组改造作物认可的策略。
基因编辑技术的进展
随着大核酸酶、锌指核酸酶、TALEN 和 CRISPR/Cas 等工具的发展，精确修改人类基因的能力已经成为可能。这些技术现在使得产生靶向缺失、插入、基因敲除和点变异成为可能；通过将转录因子或表观遗传机制靶向 DNA 来调节基因表达；或靶向和修改 RNA。内源性修复机制用于对 DNA 进行所需的修改；它们包括非同源末端连接、同源性定向修复、同源性独立的靶向整合、微同源性介导的末端连接、碱基切除修复和错配修复。可以使用计算机预测和测序来监测脱靶效应，并使用具有更高精度的 Cas 蛋白（例如高保真度 Cas9、增强特异性 Cas9 和超精确 Cas9）将其最小化。已发现 Cas9 的替代品，包括 Cpf1、Cas12a、Cas12b 和较小的 Cas9 直系同源物（如 CjCas9）。基因编辑成分的递送是使用标准技术在体外进行，或使用 AAV、脂质纳米颗粒或细胞穿透肽在体内进行。基因编辑技术的临床开发正在多个领域取得进展，包括癌症治疗中的免疫疗法、HIV 感染的抗病毒疗法以及治疗遗传性疾病，如 b 地中海贫血、镰状细胞病、溶酶体贮积症和视网膜营养不良症。我们在此回顾这些技术进步及其临床实施面临的挑战。
第 3 卷第 3 期 2024 年 7 月 - 9 月
摘要 ：癌症已成为全球重大的社会经济负担，每年有数百万新病例和死亡病例。生物工程这一前景广阔的领域最近取得了重大进展，为抗击癌症提供了新方法。在各种遗传工具的可用性和技术的快速进步的支持下，人们越来越关注对人类疾病分子机制的理解。这些发展使得最新的基因治疗技术能够用于癌症治疗，包括基因编辑、基因缺失和通过 TALEN、锌指、RNAi、CRISPR、定点诱变 (SDM) 和酶疗法等方法纠正缺陷基因以调节催化活性。此外，生物工程疫苗（如 mRNA 疫苗）、生物信息学、计算工具、人工智能 (AI)、纳米技术和化学疗法正在成为重要的癌症治疗策略。其中，基因编辑和基因治疗近年来特别受到关注，并经常与其他治疗方法结合使用。酶工程和纳米技术的进步也取得了重大进展。人工智能和生物信息学有助于更精确地诊断、预测和预后，从而实现癌症和肿瘤的个性化治疗。人工智能增强的成像和放射治疗改善了手术效果，即使是在偏远地区。精准肿瘤学已经出现，利用细菌和病毒直接针对肿瘤。在这篇评论中，我们讨论了各种癌症疗法的最新进展和挑战。
使用基因编辑方法微调免疫系统
基因组编辑技术不仅提供了研究基本细胞系统功能的前所未有的机会，而且还可以改善几种临床应用的结果。在这篇综述中，我们分析了从基础研究和临床角度来调查免疫系统的各种基因编辑技术。我们讨论了可编程核酸酶开发的最新进展，例如锌 - 纤维核酸酶（ZFN），转录激活剂样效应核酸酶（TALEN）和定期间隔的短距离短palindromic重复（CRISPR） - cas-cas相关核酶。我们还讨论了可编程核酸酶及其衍生试剂的使用，例如通过基因破坏，插入和重写T细胞和其他免疫成分的基础编辑工具来设计免疫细胞，例如天然杀手（NKS）和造血干细胞和祖细胞（HSPCS）。此外，关于嵌合抗原受体（CAR），我们描述了不同的基因编辑工具如何使健康的供体细胞可用于CAR T疗法，而不是自体细胞，而无需危害移植物抗旋转疾病或拒绝，从而导致收养细胞治疗成本降低，并立即治疗患者。我们特别注意将治疗性转基因（例如汽车）的递送到内源性基因座，以防止附带损害并提高治疗有效性。最后，我们审查了包括免疫系统重新利用在内的创新创新，这些创新促进了临床癌症免疫疗法框架内的安全和有效的基因组手术。
昆虫基因组编辑：CRISPR 技术及其前景
摘要 ：昆虫是最大的动物群之一，由于其多样性、在农业和家庭手工业中的经济意义以及作为传粉者和各种疾病媒介的生态功能而发挥着至关重要的作用。遗传学的重大进步为许多昆虫物种的基因身份和序列提供了大量信息。这些遗传资源促进了旨在开发改良遗传性状的基因组编辑研究。昆虫不育技术（SIT）就是这样一种策略，它已有效地用于北美的螺旋蝇，并继续用于管理昆虫害虫。通过 RNA 干扰（RNAi）进行的基因沉默是模型昆虫研究中的基本基因组工具，也已应用于各种生物学研究。然而，它在害虫中的效率各不相同，限制了它的广泛使用。其他基因编辑方法包括使用锌指核酸酶 (ZFN) 和转录激活因子样效应物核酸酶 (TALEN) 诱导 DNA 中的双链断裂 (DSB)，从而刺激目标序列的非同源末端连接或同源定向修复。最近，CRISPR/Cas9（成簇的规律间隔短回文重复序列/CRISPR 相关蛋白 9）系统已迅速成为跨多个领域的变革性基因组编辑方法，包括农业、昆虫抗性管理、环境安全、人类健康和工业。本文概述了昆虫中使用的各种基因组编辑技术，特别关注尖端 CRISPR/Cas 系统的应用和未来潜力，该系统有望超越其他基因组编辑方法。
癌症和肿瘤治疗的新兴生物工程方法
摘要 ：癌症已成为全球重大的社会经济负担，每年有数百万新病例和死亡病例。生物工程这一前景广阔的领域最近取得了重大进展，为抗击癌症提供了新方法。在各种遗传工具的可用性和技术的快速进步的支持下，人们越来越关注对人类疾病分子机制的理解。这些发展使得最新的基因治疗技术能够用于癌症治疗，包括基因编辑、基因缺失和通过 TALEN、锌指、RNAi、CRISPR、定点诱变 (SDM) 和酶疗法等方法纠正缺陷基因以调节催化活性。此外，生物工程疫苗（如 mRNA 疫苗）、生物信息学、计算工具、人工智能 (AI)、纳米技术和化学疗法正在成为重要的癌症治疗策略。其中，基因编辑和基因治疗近年来特别受到关注，并经常与其他治疗方法结合使用。酶工程和纳米技术的进步也取得了重大进展。人工智能和生物信息学有助于更精确地诊断、预测和预后，从而实现癌症和肿瘤的个性化治疗。人工智能增强的成像和放射治疗改善了手术效果，即使是在偏远地区。精准肿瘤学已经出现，利用细菌和病毒直接针对肿瘤。在这篇评论中，我们讨论了各种癌症疗法的最新进展和挑战。
最初发表于：Heeb，Laura V；塔斯科帕兰，贝图尔；卡特苏拉斯（Katsoulas），安东尼奥斯（Antonios）；贝芬格，米哈尔；克拉维恩，皮埃尔-阿兰；狗头人，塞巴斯蒂安；古普塔，
免疫抑制分子程序性细胞死亡配体 1 (PD-L1) 已被证明在自身免疫、感染和癌症等病理中发挥作用。PD-L1 不仅在癌细胞上表达，而且在未转化宿主细胞上的表达也与癌症进展有关。小鼠系统中 PD-L1 缺陷的产生使我们能够专门研究 PD-L1 在生理过程和疾病中的作用。最通用且最易于使用的位点特异性基因编辑工具之一是 CRISPR/Cas9 系统，它基于 RNA 引导的核酸酶系统。与其前身锌指核酸酶或转录激活因子样效应核酸酶 (TALEN) 类似，CRISPR/Cas9 催化双链 DNA 断裂，这可能导致由于非同源末端连接 (NHEJ) 的随机核苷酸插入或缺失而导致的移码突变。此外，尽管不太常见，但 CRISPR/Cas9 可以在存在合适模板的情况下通过同源定向修复 (HDR) 导致插入确定的序列。在这里，我们描述了使用 CRISPR/Cas9 在小鼠 C57BL/6 背景下敲除 PD-L1 的方案。外显子 3 的靶向结合 HindIII 限制位点的插入会导致过早终止密码子和功能丧失表型。我们描述了靶向策略以及创始者筛选、基因分型和表型。与基于 NHEJ 的策略相比，所提出的方法可产生具有与 NHEJ 相当的效率和时间线的确定终止密码子，生成方便的创始者筛选和基因分型选项，并且可以快速适应其他目标。
基因组编辑可改善营养质量、...
农业生产依赖于维持人类生命的园艺作物，包括蔬菜、水果和观赏植物。随着人口的惊人增长以及随之而来的对更多食物的需求，增加产量以维持粮食安全已成为必要。传统育种已经补贴了改良品种的发展，但为了提高作物产量，需要获得新的育种技术。CRISPR-Cas9 系统是一种独特而强大的基因组操作工具，可以精确地改变 DNA。该技术基于细菌适应性免疫系统，使用内切酶在单个向导 RNA 的引导下在目标位点产生双链断裂 (DSB)。这些 DSB 可以通过细胞修复机制进行修复，该机制在切割位点安装小的插入和缺失 (indel)。与 ZFN、TALEN 和巨核酸酶等替代编辑工具相比，CRISPR-Cas9 编辑工具因其简单、易用和低脱靶效应而迅速获得快速发展。在许多园艺和工业作物中，CRISPR 技术已成功用于增强抗逆性、自生性、营养改善、风味和代谢产物。基于 CRISPR 的工具是最合适的工具，其预期目标是产生非转基因产量并避免监管障碍，从而将转基因作物推向市场。尽管编辑园艺、工业和观赏作物仍面临一些挑战，但这种新型核酸酶及其作物特异性应用使其成为作物改良的动态工具。